深入理解以太坊、Solana和Aptos在交易生命周期中的关键差异

在区块链技术的发展过程中，不同公链采用了各具特色的设计理念。通过分析交易的完整生命周期，我们可以更清晰地把握各公链的技术取舍和设计思路。本文将重点探讨Aptos的独特之处，并与以太坊和Solana进行对比。

交易生命周期通常包括五个关键步骤:创建与发起、广播、排序、执行和状态更新。以此为基准，我们可以深入了解各公链的核心特性，以及它们如何影响用户体验和开发者生态。

Aptos:乐观并行与高性能设计

Aptos作为一条注重高性能的公链，其交易生命周期虽与以太坊相似，但通过独特的乐观并行执行和内存池优化实现了显著的性能提升。

创建与发起

Aptos网络由轻节点、全节点和验证者构成。用户通过轻节点(如钱包或应用)发起交易，轻节点将交易转发给附近的全节点，全节点再同步至验证者。

广播

Aptos保留了内存池，但在QuorumStore之后内存池之间不再共享。系统会根据特定规则(如FIFO或Gas费用)对交易进行预排序，确保后续并行执行时交易无冲突。这种设计避免了需要提前声明读写集合的高硬件需求。

排序

Aptos采用AptosBFT共识机制。提议者原则上无法自由排序交易，但某些情况下可以填充被延迟的交易。内存池预排序已提前完成冲突规避，区块生成更依赖验证者间的协作。

执行

Aptos使用Block-STM技术实现乐观并行执行。交易被假设无冲突并同时处理，若执行后发现冲突，受影响的交易会被重新执行。这种方式充分利用多核处理器，使TPS可达160,000。

状态更新

验证者同步状态，最终性通过检查点确认，效率高于以太坊的Epoch机制。

Aptos的核心优势在于乐观并行与内存池预排序的结合，既降低了节点性能需求，又大幅提升了吞吐量。

以太坊:串行执行的基准

作为智能合约的开创者，以太坊为理解其他公链提供了基础框架。

以太坊交易生命周期

• 创建与发起:用户通过钱包经中继网关或RPC接口发起交易。
• 广播:交易进入公共内存池，等待打包。
• 排序:PoS升级后，区块构建者按利润最大化原则打包交易，中继层竞标后提交给提议者。
• 执行:EVM串行处理交易，单线程更新状态。
• 状态更新:区块需通过两个检查点确认最终性。

以太坊的串行执行和内存池设计限制了其性能，区块时间为12秒/插槽，TPS较低。相比之下，Aptos通过并行执行和内存池优化实现了质的飞跃。

Solana:确定性并行的极致优化

Solana以高性能著称，其交易生命周期与Aptos有显著差异，尤其在内存池和执行方式上。

Solana交易生命周期

• 创建与发起:用户通过钱包发起交易。
• 广播:无公共内存池，交易直接发送给当前及下两位提议者。
• 排序:提议者基于PoH(Proof of History)打包区块，区块时间仅400毫秒。
• 执行:Sealevel虚拟机采用确定性并行执行，需提前声明读写集合以避免冲突。
• 状态更新:BFT共识快速确认。

Solana不使用内存池，节点能够快速达成交易顺序共识，避免了交易在内存池中排队的需要，交易几乎可以即时成交。然而，这也意味着在网络过载时，交易可能被丢弃而非等待，用户需重新提交。

相比之下，Aptos的乐观并行无需声明读写集合，节点门槛更低，TPS却更高。

并行执行的两种路径:Aptos vs Solana

并行执行在区块链中指的是多核处理器同时计算网络状态的过程。当前市场中，并行执行主要分为确定性并行执行和乐观并行执行两种方式。这两种开发方向的差异根源在于如何确保并行交易不发生冲突。

• 确定性并行(Solana):交易广播前需声明读写集合，Sealevel引擎根据声明并行处理无冲突交易，冲突交易串行执行。优点是高效，缺点是硬件需求高。

• 乐观并行(Aptos):假设交易无冲突，Block-STM并行执行后验证，若有冲突则重试。内存池预排序降低冲突风险，节点负担更轻。

例如，账户A余额100，交易1转70给B，交易2转50给C。Solana通过声明提前确认冲突，按序处理；Aptos并行执行后若发现余额不足，重新调整。Aptos的灵活性使其更具扩展性。

乐观并行通过内存池来提前完成冲突确认

乐观并行的核心思想是假设并行处理的交易不会冲突，无需提前提交交易声明。若执行后发现冲突，则重新执行受影响的交易。

在Aptos上，交易进入公共内存池后会进行预排序，确保一个区块内的交易在并行执行时不会冲突。这种交易预排序是Aptos实现乐观并行的关键，无需引入交易声明机制，大幅降低了节点性能要求。因此，Aptos的TPS可达160,000，超过Solana一倍以上。

Aptos的技术优势与未来发展方向

Aptos的设计在性能与安全之间取得了平衡。其内存池预排序结合Block-STM的乐观并行，既降低了节点门槛，又实现了高吞吐量，超越了Solana的确定性并行和以太坊的串行执行。

这种"稳中求快"的思路，加上Move语言的资源模型，赋予Aptos更高的安全性，无论是抵御攻击还是防止合约漏洞，都优于传统架构。

基于安全性与性能的结合，Aptos在RWA(真实世界资产)和PayFi(支付金融)领域展现出巨大潜力：

• RWA:Aptos的高吞吐量支持大规模资产上链，已与多家金融机构合作推进资产代币化。
• PayFi:低成本、高效率和合规性支持微支付与跨境结算，有望成为"下一代支付基础设施"。

未来，Aptos可凭借"安全驱动的价值网络"叙事，连接传统金融与区块链生态，在RWA和PayFi领域持续发力，构建一个兼具信任与扩展性的公链新格局。